






肥皂,這個我們經常用到的小家伙,可真是個神奇的存在。它既能幫我們清理衣物上的污漬,又能變成漫天飛舞的泡泡,給我們帶來無盡的樂趣。你有沒有想過,這么實用又有趣的肥皂究竟是怎么來的呢?別急,今天我們一起動手做個實驗,揭開肥皂制作的秘密!
實驗材料
氫氧化鈉溶液,椰子油,95%醫用酒精,飽和食鹽水,酒精燈,三腳架,陶土網,2個50 mL燒杯,玻璃棒,10 mL、25 mL、50 mL量筒各1個,膠頭滴管,藥匙,紗布,模具,橡膠手套,如圖1。
飽和食鹽水的配制方法:在50 mL燒杯中倒入20 mL清水,然后邊加入食鹽邊攪拌,直至食鹽不再溶解于水,得到的溶液便是飽和食鹽水。
實驗步驟
1.用量筒搭配膠頭滴管,分別量取椰子油40 mL、氫氧化鈉溶液20 mL、95%醫用酒精10 mL,如圖2。
注意:氫氧化鈉是一種強堿,具有腐蝕性,實驗操作時需佩戴橡膠手套,避免直接接觸皮膚。
2.將量取好的椰子油和95%醫用酒精倒入燒杯中加熱1至2分鐘,在加熱過程中,用玻璃棒攪拌椰子油和95%醫用酒精的混合液,使之受熱均勻。如圖3。
3.將量取好的氫氧化鈉溶液倒入加熱后的椰子油和95%醫用酒精混合溶液中,繼續加熱,并用玻璃棒攪拌。堿液與油脂混合的初期,水和油不相溶,快速攪拌可使油和水迅速溶在一起,如圖4。
4.繼續用玻璃棒攪拌,直至燒杯內出現大量固體,停止加熱后熄滅酒精燈,皂化反應完成,如圖5。若反應過程控制得當,最終能形成超級皂化現象,如圖6。
5.皂化結束后,注入飽和食鹽水,進行鹽析,此時可觀察到固液分層,上層固體主要是高級脂肪酸鈉,即肥皂的主要成分,下層主要成分是甘油,如圖7。
6.將紗布覆蓋在燒杯上,如紗布網格太大,可墊一張濾紙,如圖8。過濾得到皂化液中的固體,放入模具中定型,如圖9。
原理說一說
皂化反應通常指堿(通常為強堿)和酯反應,尤指堿和油脂反應,生成醇和羧酸鹽。狹義地講,皂化反應僅限于油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合,得到高級脂肪酸鈉或鉀和甘油的反應。這個反應是制造肥皂流程中的一步,因此得名。
油脂在堿液中溶解度很小,加入酒精能促進油脂溶解,使反應物成為均一的液體,提高反應速率。
肥皂的制作工藝流程如圖10。
在自制肥皂的過程中還可加入喜歡的香精或色素,以獲得更加芳香的氣味或多彩的顏色。注意,由于制作過程中要使用強堿,為保證肥皂的安全性,可用pH試紙檢測肥皂的酸堿度。肥皂的pH值在10左右,如果檢測到的酸堿度高于這個數值,可以放置一段時間,待肥皂的堿性變弱后再使用。
拓展小課堂
在廣義上,油脂、蠟、松香或脂肪酸等和堿類發生皂化或中和反應得到的脂肪酸鈉鹽,都可稱為肥皂。肥皂能溶于水,有洗滌去污作用。
肥皂分子結構可以分成兩個部分:不溶于水的“親油基”和溶于水的“親水基”。當肥皂分子進入水中時,具有極性的“親水基”會破壞水分子間的吸引力,而使水的表面張力降低。
洗滌有油污的衣物時,“親水基”滲入水層中,“親油基”則進入油漬顆粒中,在揉搓作用下,油漬顆粒完全被肥皂分子包圍而進入水層,再經摩擦、振動、分散,成為乳濁液,原本不相溶的油和水就變成了“油水交融”的污水,隨著漂洗、擰干,油污被清洗掉。這就是肥皂去污的秘密。
需要注意的是,用完肥皂后,最好將它放在干燥處,既方便再次使用,又能避免細菌滋生。